北京基爾比Kilby Gravity 微重力培養系統——在哈工大安裝現場

相較于依賴太空飛行的實驗及進口同類設備，北京基爾比生物研制的Kilby Gravity微重力培養系統具有顯著的成本優勢，購置、運行及維護成本更低，使長期、廣泛的微重力生物學研究成為可能。與美國Sy系統相比，Kilby Gravity支持多重力環境模擬，適用場景更廣泛；實時監控功能便于實驗過程的精準調控；兼容多種培養容器與培養箱，滿足不同規模實驗需求，尤其適合涉及多重力模擬、實時數據監控的跨學科研究。目前，該系統已被中科院，中醫科學院中藥所，上海交大，中山大學，東南大學生科院，浙江大學基礎醫學院等科研機構采購，成為力學-生物學耦合研究、類器官構建、藥物篩選等領域的關鍵實驗平臺，推動生命科學、航天醫學、生物制藥等多學科領域的創新發展。

（一）藻類與微重力

1. 微重力對藻類的影響機制

1.1 細胞層面：

細胞形態改變：細胞壁變薄、細胞體積增大、細胞分裂周期紊亂

代謝重編程：光合作用效率變化、淀粉和脂質積累模式改變

基因表達調控：應激反應基因、細胞周期基因、光合作用相關基因差異表達

1.2 分子層面：

氧化應激：活性氧（ROS）積累增加，抗氧化系統激活

細胞骨架重組：微管組織改變影響細胞分裂和極性建立

信號轉導：鈣信號、激素信號通路受到影響

2. 太空實驗證據

（二）微藻在微重力下的適應性優勢

相比高等植物，微藻在太空環境具有獨特優勢：

無組織結構依賴：不需要復雜的機械組織支撐，不受微重力導致的向重力性缺失影響

培養系統簡單：可在密閉光生物反應器（PBR）中懸浮培養，易于自動化控制

快速生長周期：數小時至數天即可完成生命周期，便于多代遺傳實驗

基因組緊湊：便于基因編輯和合成生物學改造

（三）結合北京基爾比Kilby Gravity微重力培養系統

3.1. 與微藻生物工程的結合應用

（1）太空適應性藻種地面預篩選

應用場景：在發射前利用北京基爾比Kilby Gravity微重力系統模擬太空微重力，篩選具有優良性狀的基因工程藻株

關鍵技術：- 結合CRISPR編輯構建突變體文庫
          - 在RPM中培養并監測生長、代謝、基因表達
          - 多組學分析篩選微重力耐受性增強的株系

預期成果：縮短太空實驗周期，降低發射成本，提高成功率

（2）生物再生生命支持系統bioregenerative life support systems (BLSS）優化驗證

地面驗證平臺：在北京基爾比Kilby Gravity微重力模擬系統中構建微型生物再生生命支持系統 (BLSS)閉環，測試O?/CO?交換效率、水循環穩定性

多因素耦合：結合輻射模擬（如γ射線、重離子），研究微重力+輻射的協同效應

工程藻株測試：驗證經過合成生物學改造的"超級藻株"在模擬太空環境下的實際表現

3.2 微重力誘導的代謝工程新策略

脂質超積累：某些微藻在微重力下三酰甘油（TAG）含量顯著增加，可用于生物燃料生產

次級代謝產物：可能誘導新型抗氧化物質、色素的合成

利用Kilby Gravity微重力系統探索：通過精確控制重力水平（0g、月球重力1/6g、火星重力3/8g），尋找代謝誘導條件

3.3 合成生物學與人工重力生物學

附：

北 京 基 爾 比 生物科技公司主營產品：

Kilby 多通道3D細胞培養系統，

Kilby Gravity 微重力旋轉細胞培養系統RCCS，

動植物/微生物等地面重力環境模擬裝置【可以定制】，

Kilby Bio類器官精密自重力搖床，

Kirkstall Quasi Vivo 類器官3D串聯芯片灌流培養系統